2. Вода живая и мертвая.
Эти названия нам известны из мифологии. Наука XX века открыла существование молекул воды с разными изотопами водорода и кислорода. Теоретически может существовать 42 изотопных разновидностей воды. Большая часть, 99,73%, воды на земле имеет изотопный состав H2(1)O(16), т.е. в ней изотоп водорода с атомным весом 1 и изотоп кислорода с атомным весом 16. Кроме обычной воды известна тяжелая вода, в которой водород представлен изотопом дейтерий D с атомным весом 2. Химическая формула тяжелой воды D2O. В обычной природной воде тяжелая вода содержится в количестве 0,02%. По физическим свойствам тяжелая вода отличается от обычной: её температура плавления t=3,82о против 0о для обычной воды, кипения при нормальном атмосферном давлении t=101,42 о против 100о для обычной воды, плотность 1,1050 г/см3 против, 1 для обычной воды при t=4о С. Тяжелая вода замедляет все химические процессы и жизнедеятельность организмов. Она медленнее испаряется. Потому в замкнутых, непроточных водоемах концентрация ее повышается. Это угнетает растения и, в некоторых случаях, вызывает их гибель (К.С.Лосев,1989 г.). Вода, в которой много молекул D2O, может ассоциироваться с “мертвой водой”. Напротив, обыкновенная вода, тем более талая вода и вода подземных горизонтов, где относительно мало D2O может быть названа “живой водой”. Талую воду получают растения весной при начале роста. Холодную дождевую воду из холодных верхних слоёв атмосферы получают они летом. Холодную воду пьют животные.
В подземной и талой воде много жидких кристаллов. Они активно формируются в застойном подземном режиме и перед переходом вещества в твёрдую фазу, с чем связано снижение плотности воды при охлаждении ниже четырёх градусов. При таянии образуется жидкость с множеством жидких кристаллов, которые разрушаются по мере нагревания и активизации броуновского движения молекул. Жидкие кристаллы, если они попадают в теплокровный организм, там разрушаются вследствие нагрева. При этом освобождаются полярно заряженные молекулы воды, которые могут захватывать, и захватывают, и выносят из организма то, что он отторгает. Так что холодная и талая вода кроме состава обладает ещё удобной для живого структурой. Потому походит под категорию «живой воды».
3. Гидросфера.
Мы рассмотрели воду как вещество на химическом и физическом уровне. Теперь рассмотрим крупные водные тела на поверхности Земли. Они составляют гидросферу .
В составе гидросферы Земли: подземные воды литосферы, морей и океанов, ледников, рек и озер. Вода есть также в мантии Земли. Количество воды в названных её хранилищах следующее:
в мантии Земли 14х109 км3;
в гидросфере 1,4х109 км3, в том числе
в океане 1,3х109 км3,
на суше 0,1х109 км3.
Из примерно 100 млн. км3 воды на суше только от28 до 35 млн. км3 , по разным оценкам, пресная вода. Она содержится преимущественно в ледниках 24х106 км3 и в подземных водах, по разным оценкам от 4 до 10х106 км3. Всего в этих хранилищах находится 34 из 35х106 км3 пресной воды. Только порядка 1 млн. кубических километров пресной воды заключён в озёрах, реках, болотах на суше. Пока вода ледников остаётся недоступной для практического использования и сохраняется от Бога, как ресурс будущего. Значительные запасы подземных вод ещё не разведаны и также остаются для будущих поколений. России используется менее 10% динамических запасов подземных вод, которые потребляются без истощения водоносных горизонтов. Если в СМИ проскальзывает информация о значительном загрязнении пресных вод, т о это касается, главным образом, её объёмов в реках и озёрах, той небольшой части общего запаса пресных вод, которые доступны современному человечеству.
В реках и пресных озерах, болотах и почвах содержится около 1х106 км3, то есть около 3% пресной воды. Из них:
в реках 0,02х106 км3,
в озерах 0,91х106 км3,
в почве 0,08х106 км3,
в болотах 0,11х106 км3.
Отсюда видно, что болота и озера содержат воды в 50 раз больше, чем реки. Они являются надежным питанием рек. Их нужно сохранять для сохранения рек, для сезонного и многолетнего регулирования речного стока. В зимние месяцы и при летней засухе, когда вода рек особенно востребована, реки получают её из болот и подземных водоносных горизонтов. Так же они питаются в годы с малым количеством осадков. Проведенное в советское время частичное осушение болот обернулось обмелением рек и уже неоднократными региональными пожарами.
Большое количество пресной воды содержится в почве. В почвах воды в 4 раза больше, чем в реках. Это важнейшая для экосистем, то есть для жизни, часть гидросферы. Она питает растения. Вода почвы становится доступной животным и человеку в форме зеленой массы, а также овощей, фруктов, грибов и ягод, то есть в самой полезной форме.
Экологическое значение пресных вод заключается в том, что они являются необходимым источником питьевой воды для человека, животных и питают растения.
В этом отношении важен не общий объем пресной воды в данную секунду, то есть статические запасы, а важен поток воды, из которого можно тратить, т.е. динамические запасы. Суммарный годовой сток рек на Земле составляет 41,5х103 км3, а суммарный сток подземных вод 12х103 км3 в год. Но эти обобщенные цифры мало что говорят об обеспеченности конкретных регионов водой. Большая часть этой воды уходит в океан по крупнейшим рекам планеты Амазонке, Конго, Лене, Енисею, Оби, которые протекают в районах с малым водопотреблением
Основной ресурс чистой пресной воды находится в подземных водоносных горизонтах. Здесь вода почти неподвижна. В нижних горизонтах хранятся солоноватые воды морей, которые исчезли с лица земли десятки и сотни миллионов лет назад. В верхних горизонтах хранятся воды поступившего сюда за последние сотни и тысячи лет, т.е. воды, свободные от промышленного загрязнения. Защита этого ресурса издавна была важной задачей государства. Этот ресурс может быть использован в случае экологической или военно-экологической катастрофы.
Сельские населенные пункты в давние времена снабжались от источников и колодцев. Теперь водоснабжение организовано из скважин. Это хорошо, т.к. подземная вода не требует очистки и в случае заражения или загрязнения поверхностных вод, что произошло при Чернобыльской аварии, они остаются чистыми. Вспомним первую казнь Египетскую: ”И рыба в реке вымерла и река воссмердела, и египтяне не смогли пить воды из реки” (Исх.7.21). ”И стали копать все египтяне около реки, чтобы найти воду для питья, потому что не могли пить воды из реки” (Исх.7.24). Подземные воды являются важным стратегическим национальным ресурсом и их необходимо надежно охранять от расхищения и загрязнения.
Подземные воды в толще земли образуют несколько этажей или горизонтов. Они размещаются в водопроницаемых породах – песках, трещиноватых известняках и других. Эти водоносные пласты разделены в толще горных пород водонепроницаемыми глинами и другими водонепроницаемыми слоями. Верхний водоносный слой или горизонт может быть не защищен сверху водоупорным слоем. Он на территории города и другой территории скоро вбирает загрязнения с поверхности и потому не является надежным ресурсом для водоснабжения. Нижележащие горизонты защищены водоупорами и потому они более надежны как ресурс питьевой воды. Чем ниже горизонт, тем он надежней. Но с глубиной природное “загрязнение” воды солями возрастает. Практически есть оптимальная глубина в несколько десятков метров, до нескольких сотен метров, где находится пресная подземная вода.
Загрязненные подземные воды практически невозможно очистить в силу замедленного водообмена. Можно очистить воздушный бассейн, почистить пруд и заменить в нем воду, почистить русло реки и прекратить ее загрязнение. Река будет чистой по причине быстрого водообмена в ней. Не таковы горизонты подземных вод.
Примеры по Москве. В Москве основным источником водоснабжения являются поверхностные воды рек Москвы и Волги, поступающие через канал Волга-Москва, прорытый заключенными ГУЛАГа в 30-х годах прошлого столетия. Дополнительным источником питьевой воды являются скважины, забирающие воду из известняков с глубины порядка 100 м. Эта вода жесткая, но чистая и ее отбирают больше, чем можно. Запасы ее близки к исчерпанию. Уровень понижен на 40-50 м.
Население Москвы самодеятельно берет воду из второго от поверхности горизонта, который в ряде мест защищен мощным (5-20 м) слоем ледниковых суглинков. На территории Крылатского эта мягкая, хорошего минерального состава вода остается пока достаточно чистой для питья. У мощного источника Рудненской иконы Божией Матери под храмом Рождества Богородицы иногда возникает очередь за водой. На территории музея-заповедника Коломенское под храмом Рождества Иоанна Предтечи вода потеряла питьевое качество около 2000 года, примерно через 50 лет после строительного освоения площади питания водоносного горизонта. В Крылатском застройка началась позже и потому загрязнение под домами ещё не достигло родников в силу малой, порядка1см/сутки скорости течения подземных вод. Названные источники показывают, что защита подземных вод от неизбежного в городе поверхностного загрязнения может действовать в течение десятилетий. Источники Москвы, Подмосковья, других регионов являются ценным стратегическим ресурсом, который, к сожалению, сейчас должным образом не охраняется от загрязнения в местах питания, т.е. на обширной поверхности. То же можно сказать об источнике преп. Сергия в Малинниках.
В некоторых местах источники освящены, носят имена праздников, святых, которые их устроили. Это не исключает их загрязнения современными промышленными и фекальными водами. Не будем называть имена загрязненных святых источников. Люди купаются в воде этих источников с верой и по вере получают укрепление и исцеление. Выше купален по потоку устроены колодцы или каптажи для взятия воды в сосуды. Ее пьют с пользой для себя.